واضح‌ترین تصویر مرئی از خورشید، آشوب پلاسمایی را آشکار کرد

تصاویر تازه ثبت‌شده با تلسکوپ خورشیدی دنیل کی. اینوی در هاوایی، شواهد مستقیمی از پدیده‌ای به نام ناپایداری کلوین–هلمهولتز در سطح خورشید ارائه کرده‌اند؛ فرایندی که می‌تواند در انتقال انرژی و میدان‌های مغناطیسی در جو خورشید نقش مهمی داشته باشد.

به گزارش منابع علمی، این تصاویر با وضوحی بی‌سابقه تهیه شده‌اند و در آن‌ها ساختارهایی موج‌دار و گردابه‌ای در حاشیه دانه‌های خورشیدی قابل مشاهده است. اینوی یکی از قدرتمندترین رصدخانه‌های خورشیدی جهان است و توانایی مشاهده جزئیات سطح خورشید در مقیاس‌هایی هم‌اندازه یک شهر را دارد.

ناپایداری کلوین–هلمهولتز چیست؟

ناپایداری کلوین–هلمهولتز یا KHI زمانی رخ می‌دهد که دو جریان سیال یا پلاسما با سرعت‌های متفاوت از کنار یکدیگر عبور کنند. در چنین شرایطی، مرز میان دو جریان ناپایدار می‌شود و الگوهایی شبیه موج، پیچش و گردابه پدید می‌آید؛ مانند موج‌هایی که گاهی در مرز دو لایه ابر در جو زمین دیده می‌شوند.

در خورشید، این فرایند میان جریان‌های متغیرِ پلاسمای مغناطیسی رخ می‌دهد. پلاسما، گازی بسیار داغ و یونیده است که ذرات باردار آن به‌شدت تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی قرار دارند. دانشمندان سال‌ها احتمال می‌دادند که ناپایداری کلوین–هلمهولتز در لایه‌های قابل مشاهده خورشید وجود داشته باشد، اما تصاویر جدید شواهد روشن‌تری از آن را نشان می‌دهند.

جزئیات تصویر تازه

تصویر منتشرشده به‌صورت رنگ کاذب زرد نمایش داده شده، اما داده اصلی آن در طول‌موج‌های آبی عمیق ثبت شده است. محدوده تصویر تقریباً هم‌اندازه شعاع زمین را پوشش می‌دهد؛ با این حال، کوچک‌ترین جزئیات قابل مشاهده در آن ابعادی در حد شهرها دارند.

در این رصد، سطح صاف برخی از دانه‌های خورشیدی دیده می‌شود. دانه‌های خورشیدی ساختارهای سلولی‌شکلی هستند که بر اثر بالا آمدن پلاسمای داغ از لایه‌های زیرین و فرورفتن پلاسمای سردتر شکل می‌گیرند. گردابه‌های کلوین–هلمهولتز عمدتاً در لبه این ساختارهای گل‌مانند مشاهده شده‌اند.

چرا این کشف اهمیت دارد؟

یکی از پرسش‌های مهم فیزیک خورشیدی، چگونگی انتقال انرژی از سطح خورشید به لایه‌های بیرونی و بسیار داغ آن، به‌ویژه تاج خورشیدی است. دمای تاج خورشیدی به میلیون‌ها درجه می‌رسد؛ درحالی‌که سطح قابل مشاهده خورشید حدود ۵۵۰۰ درجه سانتی‌گراد دما دارد.

پژوهش‌های آینده می‌توانند روشن کنند که آیا ناپایداری کلوین–هلمهولتز در انتقال انرژی، بازآرایی میدان‌های مغناطیسی و گرم‌ شدن تاج خورشیدی نقش دارد یا نه. پاسخ به این پرسش‌ها برای درک بهتر فوران‌های خورشیدی، باد خورشیدی و اثرات فعالیت خورشید بر سامانه‌های ارتباطی و فضایی زمین اهمیت زیادی دارد.

تلسکوپ خورشیدی اینوی با آینه اصلی چهارمتری خود، مسیر تازه‌ای را برای مشاهده فرآیندهای بسیار ریز و پویای سطح خورشید گشوده است؛ فرآیندهایی که پیش‌تر تنها در مدل‌های نظری پیش‌بینی می‌شدند.